– Alle skapninger har noe vi kan kalle søvn. Selv mark og maneter har en søvnlignende tilstand. Det er lett å tenke seg at det som skjer mens vi sover, ikke er forenlig med det å være våken. Dette må være veldig viktig, siden alle skapninger sover, sier førsteamanuensis og hjerneforsker Rune Enger. (Foto: Hjernerådet)

Hjerne-opprydning mens vi sover

Søvn er viktig for å rense ut hjernens avfallsstoffer. Men hvordan og hvorfor skjer denne prosessen? Tidligere har man satt søkelys på nervecellene, men ved GliaLab mener man at svaret kan ligge i hjernens gliaceller. Disse er en slags vaktmesterceller i hjernen.

– Hjernen er helt avhengig av søvn, men vi vet lite om hvorfor den er det. Går man uten søvn i noen få døgn, blir man psykotisk, men vi vet egentlig ikke hvorfor man blir psykotisk. Det vi vet, er at søvn er viktig for hukommelsesfunksjonen. Dessuten for «hjernevasken» som vasker ut avfallsstoffer som har bygget seg opp i hjernen i løpet av dagen.

Dette sa Rune Enger under Hjernehelsekonferansen 2021. Enger er førsteamanuensis ved Universitetet i Oslo og leder av GliaLab ved Institutt for medisinske basalfag.

Hva er et minne?

For å forklare hvordan søvn hjelper oss med hukommelsen, mener forskeren det er viktig å definere hva et minne er. I sin enkleste form er et minne et aktivitetsmønster i et sett av nerveceller. Dette mønsteret gjenspilles ved behov.

Forskning på hippocampus hos mus – denne pølseformede strukturen som ligger nederst på hver side av hjernen – viser at det finnes nerveceller som er aktive når man er på et bestemt sted. De kalles plass-celler.

– Plass-cellene er mest studert hos mus og rotter. Når musa beveger seg bortover en sti, vil forskjellige plass-celler aktiveres. Det som skjer når musa stopper opp, er ganske bemerkelsesverdig, spesielt når musa sover etter en slik treningsøkt. Da repeteres nemlig eksakt det samme aktivitetsmønsteret som disse plass-cellene hadde da musa gikk nedover stien. Disse repetisjonene som foregår mens vi sover, bidrar til å forsterke de begynnende og svake minnesporene i hjernen.

Hippocampus – som arbeidsminne i en datamaskin

– Dette skjer i hippocampus. På mange måter kan man tenke seg hippocampus som arbeidsminne i en datamaskin, det vil si der data lagres midlertidig før de når sin endelige destinasjon. Denne repetisjonen kalles «replay». Det representerer prosessen hvor det lagres informasjon i langtidsminnet rundt om i andre deler av hjernen, spesielt i hjernebarken, sier Enger.

Han forteller videre at hukommelse har vært viktig for mennesker i et evolusjonsperspektiv, som å huske hvilke dyr som er farlige, eller hvor man finner vann.

– Men det forklarer ikke hvorfor alle skapninger som man har undersøkt, har noe man kaller søvn. Selv mark og maneter har en søvnlignende tilstand. Det er nærliggende å tenke seg at det er noen funksjoner som må gjøres mens vi sover, som rett og slett ikke er forenlig med det å være våken. Disse oppgavene må jo være veldig viktige siden vi ser søvn hos alle skapninger, understreker han.

Oppgavene har med vedlikehold av hjernevevet å gjøre, samt reparasjon og opprydning. Forskeren sammenligner det med utbedring av veinettet på nattestid, når det er mindre trafikk på veiene. Men hva er det som gjør søvnen så spesielt egnet til den type arbeid?

Fokus på feil hjerneceller

– Vi i GliaLab tror man kanskje har hatt fokus på feil type celler for å forklare prosessene under søvn. Man har bare studert nervecellene i hjernen når man har forsøkt å forstå søvn.

– Nervecellene er høyspesialiserte celler. Deres primære oppgave er å motta, bearbeide og viderebringe signaler i hjernen på en veldig effektiv måte. De er litt som veddeløpshester med en smal funksjon som de er veldig gode på. Men i tillegg til de nær 100 milliarder nervecellene som vi har i hjernen, er det der like mange andre celler, blant annet gliaceller. I motsetning til nerveceller er gliacellene generalister. De er ikke veddeløpshester. Deres oppgaver kan passe godt med det vi tenker at søvn er viktig for, nemlig vedlikehold og reparasjon. Noen spesielle gliaceller kalles astrocytter. De er spesielt viktige for søvnen. Man kan si at astrocyttene er vaktmestere i hjernen. De sørger for at konstellasjonen av salter og stoffer i væsken som nervecellene bader i, er optimal, slik at nervecellene kan gjøre jobben sin med å sende signaler veldig raskt, sier Enger.

Hjernens vaktmestere har nøkkelen

Astrocyttene fjerner avfallsstoffer fra hjernen under søvn. Disse gliacellene er helt essensielle for den glymfatiske «hjernevasken» som skjer mens vi sover.

– Et av disse avfallsstoffene er beta-amyloid. Det er et stoff som forbindes med Alzheimers sykdom og demens. Stoffet produseres hele tiden, og det fjernes hele tiden. Men blir det for mye av det, kan det klumpe seg sammen og ødelegge det omkringliggende vevet. Man kan derfor tenke seg at hjernevaskprosessen er viktig for å motvirke utviklingen av demens gjennom et langt liv. Så kanskje dette er en grunn til at alle skapninger må sove, sier forskeren og legger til:

– Det er blitt påvist at bare én natt uten søvn forsinker fjerning av avfallsstoffer fra hjernen. Vi tror at nøkkelen til å forstå det glymfatiske system er å forstå hvordan astrocyttene kommuniserer i søvn.

Hjernehelsekonferansen 2021 ble støttet av Forskningsrådet og Universitetet i Oslo.